体育设施与健身器材中塑料复合材料的实践分析

张建龙

摘要：文章以塑料复合材料为基本对象，探讨其在体育设施以及健身器材领域的应用，明确了塑料复合材料在该领域的优势所在，同时对塑料复合材料的未来发展空间做了进一步分析，提出一些可行的应用策略，经过探讨，以期给相关工从业者提供一些可行的参考。

关键词：体育设施;健身器材;塑料复合材料

中图分类号：TQ322.2 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）10-0086-03

在当前社会经济快速发展背景下，人们渴望追求高层次的生活，此时体育运动则成为了多数人青睐的一种方式。与之相关的体育设施正在快速发展，对于材料的选取也更为讲究，以期满足安全性与耐久性的要求。在诸多应用材料中，以塑料复合材料的可行性较高，相较于常规的金属材料而言，该类型材料的可塑性更为良好，所得产品的寿命更长，无论是前期安装还是后续的维护，对于成本的需求都相对较低，可以创造出良好的经济效益性。

1塑料复合材料的特点

相较于各类传统的材料而言，塑料复合材料具有突出的优势，具体做如下总结。

1）密度小，质量轻。材料的化学结构较为特殊，其密度相对较低，更富有轻型化特征。运动器材的存在主要是为了提升锻炼者的体能水平，对于多数器材而言都通过人力的方式来推动结构的运动，这样的方式已经无法适应于当前的锻炼需求，会对舒适度大打折扣。而轻质体育器材的出现，有助于运动员更好的发挥出竞技水平，从而彰显出运动的魅力。这点对于中老年群体而言更为适用，轻质运动器材可以更好的与此类人群的体质相吻合，且在后续的维护工作中难度相对较小，可以显著增强设备的耐久性。

2）优异的力学性能。以纤维增强树脂为代表的塑料材料，其具有优良的拉伸性能，无论是弹性模量还是柔韧性都明显优于金属材料。

3）使用寿命长。绝大部分的体育器材对使用环境提出了较高的要求，部分体育材料需要承受持续性的载荷，而部分器材则需要长期受到阳光以及雨水的侵蚀。基于塑料复合材料，则可以有效的抵御各类因素的影响，当前，以塑料复合材料为基础而形成的塑料地板已经得到了广泛的应用，诸如羽毛球场或者是排球场等，关于其具体内容如图1所示。

4）优异的成型工艺。塑料复合材料在成型过程中所采取的工艺方法诸多，最为典型的有注塑成型、模压成型等。将塑料材料应用于复杂结构器材之中，能够充分发挥出可塑性的特点，且多年的发展下该技术已经逐步成熟，更易于实现量产的目标。在技术持续发展下，一些新型成型工藝也随之产生，较为典型的有真空成型以及缠绕成型等。

5）安全等级高。金属材料若经过长时间的使用，受疲劳破坏的影响容易引发安全事故。相比之下，塑料材料具有轻质化特性，可以达到更高的安全等级，其中以纤维增强复合材料最具代表性，即便是局部遭到破坏也不会对整体造成影响，有效避免意外的发生。

2适用塑料品种及特性

体育器材所涉及的塑料类型极为丰富，本文则对一些常见的材料做以总结。

1）不饱和聚酯（UP）。是一种呈透明状或者是不透明状的固体，此类型材料的柔韧性与耐酸性较为良好，但需要注意的是，其耐光性与耐热性相对较差，考虑到这一问题通常将其与纤维材料复合使用，应用较为广泛的领域有皮划艇的艇身结构，而基于缠绕成型的工艺方法还可以得到高尔夫球棒。

2）环氧树脂（EP）。此类型材料的力学性能良好，可以有效的抵御外界腐蚀的影响，其固化体系较为丰富，伴随着固化剂的不同，所形成的环氧树脂材料性能也有所区别，在应用时应以实际需求为指导而确定出合适的固化体系。此外，环氧树脂与纤维增强材料的复合使用也是一种较为可行的方式，基于缠绕成型的工艺方法可以形成值得弓箭等器材。

3）聚邻苯二甲酸二烯丙酯（PDAP）。此类型材料的黏绪性能良好，能够与玻璃纤维材料进行复合使用，经特定的工艺方法所得到的符合材料强度更佳、韧f生高。

3塑料复合材料性能测试

文章则选取了集中典型的热塑性塑料，分别对其展开力学性能以及耐腐蚀试验，具体的试验工具以及方法如下。

3.1实验材料

不饱和聚酯树脂片材，WSR618型，江阴万千化学品有限公司;环氧树脂片材，AralditeXHE-44型，无锡市明日化工科技有限公司;碳纤维增强树脂基复合材料片材，BQ-Y-P-1.5K-025型，东莞金旺纤维制品制造公司。关于上述所选取的三种材料，其规格均一致，长款分别为250mm与20mm。

3.2实验仪器

微机控制电子万能试验机，RGT-20A，扬州市赛思检测设备有限公司;微型测力传感器，EVT-14F-M，上海游然传感科技有限公司;位移传感器，2DD-T200，上海游然传感科技有限公司;冲击试验机，HD-1048，济南联供测试技术有限公司。

3.3实验方法

1）展开拉伸性能分析，将上述所提及的三种材料分别置于微机控制电子万能试验机上，将设备的拉伸速度设定为6mm/min，借助于微型测力传感器而展开检测工作，在位移传感器的作用下获得断裂伸长率，并计算出相应的弹性模量，每组材料都需要展开3次测试。

2）展开冲击性能分析，将上述所提及的三种材料分别置于冲击试验机上，单次冲击能应达到8J，基于GB/T2571-1995的相关标准而展开测试工作，每组材料都需要展开3次测试。

对所得的试验结果展开分析：如果不使用任何助剂，无论是拉伸强度还是冲击强度等指标，碳纤维增强树脂基复合材料都表现得的更为良好，但相较于其它两种材料而言，其断裂伸长率相对较低。相比于环氧树脂而言，不饱和聚酯树脂在拉伸强度这一指标上相对优良一些，但是冲击强度偏差。若需要进一步增强材料的力学性能，则可以通过增添适量助剂的方法而实现。

4塑料复合材料体育设施和健身器材品种

4.1水上运动设施

此处以赛艇为例展开分析，其中的艇身部分以芳纶纤维材料为宜，而使用玻璃纤维增强塑料则可以形成高强度的艇身骨架，关于浆以及浆杆的材料，则以泡沫夾层板为主。此外，关乎冲浪板以及滑水板的外层材料，较为可行的则是纤维增强塑料与聚氨酯泡沫所构成的复合材料。

4.2球类运动设施

最为典型的有高尔夫球、保龄球等，这些都广泛使用到了塑料复合材料，就高尔夫球而言，则以发泡离子树脂作为主要材料，而网球拍的骨架则主要以碳纤维增强塑料与聚乙烯所构成的复合材料为主。关于垒球棒的制作，主要应用的是玻璃纤维增强塑料。

4.3滑板运动

滑板由支架、板体等多个部分构成，就其中的板体而言，最初使用到了橡胶、黏土以及金属这三大类材料，但在塑料复合材料的影响下，当前则以聚氨酯塑料为主。关于轮子部分，对于不同的路面所使用到的聚氨酯材料也存在差异，可以通过对材料用量的控制来达到不同的硬度要求。塑料板面部分，主要使用到的有聚丙烯以及聚碳酸酯材料，二者的力学性能都较为良好，即便在持续的载荷作用下也可以确保结构形态的完整性。此外，塑料材料还具有轻质化特性，因此增强了携带的便捷性。

4.4运动场和跑道

传统的水泥地面形式已经被逐步淘汰，取而代之的则是塑胶跑道，它在体育场以及学校操场中都取得了广泛的应用，基于塑胶跑道，可以带来更好的减震效果，还能够满足美观的要求，关于塑胶跑道的组成情况具体如图2所示。综合图中所给的信息进行分析，其中的第四层由塑胶以及沙子所构成，它是一个极为重要的过渡层;再向上一层则为塑胶层，它以橡胶颗粒为主，还使用到了适量的乳状乙烯一乙酸乙烯酯，最顶面的一层则主要使用到聚丙烯酸酯材料。

值得注意的是，基于改性聚氨酯材料所形成的跑道，在增强使用舒适度时还能具有环境友好效应，在此背景下，有关于聚氨酯材料的研究也在大量展开。当前以纳米改性聚氨酯材料为佳，它的弹性与强度更为良好，同时还具有优良的防火性能。

4.5其他运动

除上述所提及的材料外，还存在大量的其它运动器材，此处对护目镜进行分析，它将聚碳酸酯作为原材料，所得到的产品安全性良好，即便是破裂时也不会对眼睛造成损伤。

5结论与展望

相较于传统的金属材料而言，全新的塑料复合材料性能更为优良，其在体育设施以及健身器材领域都得到了广泛的应用，所得到的器材耐久性良好，所需成本低，且能够为锻炼者提供更为安全的使用体验。在今后的发展中，塑料复合材料将是主流的方向，加之技术水平的持续深化，塑料复合材料将变得更加多样化，可以预见的是其未来发展前景良好。

6结语

综上所述，塑料复合材料已经成为了当前体育设施预计健身器材中最为重要的一种材料，它已经被广泛的应用于水上运动、球类运动等各类型运动器材之中，以塑料复合材料为基础所得到的产品整体力学性能优异，可以满足高强度的运动需求，即便是在室外环境中也具有较高的可行性。